Multicoin：闪电网络正在成为比特币网络3.0 开发工具

原标题：《闪电 2020：比特币 Web3 开发者工具包》

由区块链投资机构 Multicoin 的技术研究分析师 Ryan Gentry 撰写

许多对 Web3 感兴趣的开发者和投资者几年前放弃了在比特币区块链上构建的想法，认为比特币的有限吞吐量、高延迟和保守的可编程性使得比特币开发遥不可及。事实上，这就是以太坊和当今许多 Web3 平台（如 Arweave、Cosmos、Polkadot、Solana 等）的诞生方式。人们普遍认为，这些新平台提供了比特币无法实现的功能……直到现在。

至于基于比特币的闪电网络，大多数人认为它是一个去中心化、无需许可的比特币 Visa 网络，它为比特币带来了高吞吐量和低延迟。支付。这很容易理解，但背后的故事还有很多。基于最近的两项技术突破，闪电网络还提供了更高级别的可编程性：

通过 macaroon、闪电服务身份验证令牌 (LSAT) 以及通用不记名数字资产令牌实现持久、自主的身份和身份验证，通过类型长度值 (TLV)、Keysend 和 HORNET 实现任意数据负载

在本文中，我将研究这两个新兴的开发工具，以了解如何将闪电网络从单纯的支付功能扩展到强大的 Web3 实体行列。由于保证支付优先，闪电网络正在成为一种新型的自主身份验证和数据网络。在开始讨论之前，让我们回顾一下闪电网络的当前状态。

闪电网络现状：支付渠道和哈希时间锁定合约 (HTLC)

正如 2015 年白皮书中所述，闪电网络通过 HTLC 技术实现双向支付渠道。如果您遇到困难，我认为 Radar Technologies 的 ION Encyclopedia 是一个很好的起点。

闪电网络的概念提出五年来，发展非常迅速。目前主流客户端有3个：Lightning Labs的lnd、ACINQ的eclair、c-lightning的Blockstream。目前该网络大约有 6,500 个节点、60,000 个通道和 1,070 BTC 容量（约 900 万美元）。闪电网络公司在 2019 年筹集了约 4000 万美元，而 Bitrefill 和 Bitfinex 等规模较大的公司正在将该技术投入生产。

为了验证闪电网络生态发展的速度，我们考虑一下加密生态面临的一个障碍：用户的准入门槛——比如新用户Alice，她需要半天时间才能完成以下操作：

下载钱包购买BTC，建立成功发送（或接收）交易的渠道

为了解决这个问题，Bitrefill 首创了 Thor 通道，允许用户购买一个 BTC 通道，然后在链上确认之前进行交易。 Zap 的 Strike 和 Escher App 等新解决方案已将法定到 btc 的门槛从 24 小时降低到 15 秒，并且只需要一次 KYC 检查和几次鼠标点击。 Fold、Lolli、Blockrize 和 Pei 通过让用户被动赚取 BTC 使这更容易。 Zebedee、Satoshis.games 和 Thndr Games 等游戏公司允许用户在游戏中赚取 BTC 并允许随时提款，进一步推动加密生态系统的发展。

这些解决方案是去年推出的。我提到它们是为了说明今天的开发人员拥有触手可及的工具。许多企业都在与他们合作开发产品，吸引用户，解决当前行业的真正痛点。未来的协议升级，例如带有 PTLC 的 Taproot 和带有 Channel Factory 的 Eltoo 将进一步改善用户隐私并降低整体系统成本，但它们不需要开发人员使用新工具。就开发工具而言，一切准备就绪。

两种新兴技术

有了这些核心工具，闪电网络可以成为比特币的 Visa。

但闪电网络有更大的发挥空间：它也可以成为 Web3 开发的基础。下面介绍的两种新兴技术将带来市场爆炸式增长。

持久的主权身份和验证

闪电网络有一个有趣的特性，它不同于比特币潜在的不鼓励重复使用地址：闪电网络中的节点需要维护一个永久通道，需要持续的身份验证。该身份是一个随机生成的公钥，与用户的真实身份完全解耦。并且用户不需要信任第三方来管理这些身份：他们是自主的。

Web3 开发人员应该清楚地意识到，自我主权身份方案将改变下一代互联网的格局。 Multicoin 的 Web3 投资主题是“拆分数据和应用逻辑”。自主身份和支付是这一范式转变的第一个环节：身份验证和支付将与应用程序逻辑完全解耦。最终，开发者可以使用这些工具来开发有利可图的应用程序，而无需用户设置个人信息。

图 1：目前我不知道这些新的 UX 将支持哪些功能，但我知道它们很重要

Lightning Network 持久节点身份验证功能已通过三种不同方式加以利用：

路由节点的信誉分数。该分数告知每个节点如何分配其稀缺的流动性以获得最大利润。在 macaron bakery 的节点上创建 macarons（类似于 cookie，但支持更精细的粒度），使应用程序可以访问节点特定的功能，例如“聊天应用 X 不需要批准 限制是每天最多 100 satoshis (sat)”。然后节点可以自行决定取消对应用程序的验证。 （这类似于 Torus、Argent、Gnosis 和 Authereum 等团队引入的高级智能合约钱包功能。）生成更高级的 macaron 类型，即闪电服务身份验证令牌 (LSAT)。这样 Alice 就可以从服务商那里购买它，并将其用作未来的访问凭证，例如“Alice 可以在不登录的情况下浏览网页，但她必须每秒支付 1 satoshi 才能浏览网页”。

在这些工具中，LSAT 对 Web3 开发者来说是最重要的。可用于开发用户自登录流程，与Oauth2方案相同，但无需信任第三方。

对于不熟悉Oauth2的读者，下图是入门的简单介绍。这种范式与现状（用户名和密码）之间存在微妙但极其重要的区别。互联网标准机构已经达成共识，要求每个网站使用不同的密码是不人道的，而且往往会导致重复使用相同的密码，同时鼓励开发人员转向令牌身份验证标准。

图 2：Google 的 Oauth 按钮和合成过程

当用户点击“Sign in with Google”登录网站时，他会启动上图所示的OAuth流程，只是身份验证令牌被替换为用户名和密码。这个过程比要求每个网站的用户名和特殊密码要友好得多。然而，相应的代价是谷歌控制了用户的在线身份。 Google 可以跟踪用户登录的网站，并有权拒绝经过身份验证的用户访问。

通过闪电网络的LSAT，用户可以通过类似于“用谷歌登录”的方式对网络服务进行自我认证，被认证的对端通过UX使用认证权限的密钥。这会对用户隐私产生巨大影响，并且是拆分数据所有权和应用程序逻辑的关键基础设施。

目前，Sphinx.Chat 和 Tierion 团队都利用闪电网络的永久主权身份：

Sphinx.Chat 使用用户的永久身份发行另一种类型的 Bearer 资产令牌，称为 JSON Web 令牌 (JWT)，多年来一直符合传统互联网标准。通过它，用户使用闪电网络购买电子商品（例如文章），他们的节点将收到由服务器签名的 JWT 作为加密收据。有了收据，用户无需在本地下载或重新购买，以后可以登录服务器再次找回。这个过程很关键：由于节点的持久身份，服务器可以知道收据是否已经转移到另一个节点（不是原始购买者节点）。 Tierion 正在尝试使用马卡龙和分期付款来开发新业务。例如，只要 Alice 将 HODL 发票上销售价格的 10% 支付给服务器，她就可以通过出售 LSAT 授权 Bob 30 秒的免费服务器访问（并且交易通常只满足某些外部条件——例如，相关付款——真的完成了）。在某种程度上，这是一个智能合约，因为在服务器收到她的会费之前，Alice 无法赎回第二次销售的收益。任意数据负载

闪电网络的另一个有趣的方面是它的结构与匿名网络 Tor 非常相似。

他们的两个网络都使用洋葱路由来保护发送者和接收者在数据传输过程中免受第三方监控。两个网络都有数据/支付通过的电路。类型长度值 (TLV) 允许用户将任意数据负载附加到付款中，而 Keysend 允许用户在不收到发票的情况下向收件人发送付款存根。

结合 TLV 和 Keysend，闪电网络成为一个激励性的洋葱路由数据网络。也就是说，任何闪电网络节点都可以将任意数据附加到付款并通过网络发送出去，确保它使用专用路径将数据传输到其目的地。

此外，闪电网络旨在解决 Tor 网络的三个缺陷：

闪电网络更加私密：Tor 网络不混合数据包，因此非常容易受到关联攻击。 Lightning 对 Tor 进行了改进，使用 Sphinx 格式通过隐藏传输信息（即某个循环有多长，循环的哪一部分属于指定节点等）来保护网络免受中继节点相关的攻击。闪电网络更加去中心化：Tor 网络中的每个节点都依赖 9 个集中的直接授权 (DA) 服务器来不断检测哪些节点可用。 Lightning 的节点通过广播来自分散网络中其他节点的消息来更新状态（底层和第 2 层），这优于 Tor。闪电网络的激励更加合理：由于所有流量都是匿名的，Tor 节点不能向用户收取中继数据费用比特币下载平台手机版，也不能将用户数据出售给第三方。但默认情况下，Lightning 节点会为中继数据收费。

由于第三个缺陷，主管可以以相对较低的成本运行超过 50% 的 Tor 中继——这一直是 Tor 的致命弱点。 Tor 网络上目前约有 6,000 个中继，全部由自筹资金的个人爱好者或各种资助的业余组织运行。

闪电网络中的节点数量已经超过了 Tor 中的中继数量，其中一些节点已经开始通过中继支付来赚钱。随着流量和网络费用的增长，节点数量将进一步增长，控制50%以上网络的成本也将进一步增长。这很关键。

现在闪电网络处于起步阶段，在数据层方面比 Tor 网络差。但随着技术的成熟，它有可能提供比现在更隐秘、去中心化和可持续的数据层。与持久的主权身份一样，私有数据层是 Web3 开发人员拆分数据所有权和应用程序逻辑的重要工具。

总结

虽然 Web3 社区长期以来一直对最终用户应用程序的外观有自己的看法，但他们没有开发它的工具。闪电网络为 Web3 开发人员提供了三个核心新工具：

即时、无需许可的小额支付 持久身份和自治 可编程承载资产 隐私、激励数据层

借助这些新工具，开发人员终于可以开始开发将身份验证和支付逻辑与应用程序逻辑分开的应用程序。这将带来全新的在线体验，一次性支付小额支付（无需登录或订阅）是最容易实施的。

图 3：降低成本导致需求增加（杰文悖论）和差异化

PayPal 的出现使实体商品的在线销售成为可能 eBay 成为一个全球市场，变得简单了 10 倍； Stripe 使在软件服务中嵌入支付变得容易 10 倍，促成了过去 10 年在线商务的爆炸式增长；闪电网络直接向匿名个人或网络服务付款，使小额支付和传输任意数据变得容易 10 倍，从而实现了 Coinbase 首席执行官布莱恩·阿姆斯特朗（Brian Armstrong）所说的“带来前所未有的行为和创新”。

闪电网络上的通信应用程序（如 Whatsat、Sphinx.Chat、Shockwallet、Juggernaut 等）是非常有趣的首次尝试。 Telegram、Signal、Kik、Line、Klaytn 和 Whatsapp 已经筹集了数十亿美元来开发本地加密货币支付功能，证明了基于通信的小额支付市场的可行性。然而比特币下载平台手机版，这些老牌企业正在使用自上而下的策略，利用他们现有的渠道来建立货币网络效应。闪电网络的通信应用采用自下而上的策略，免费享受比特币的全球流动性和加密货币支付。

看看哪种策略胜出会很有趣。 Chris Dixon 在他的开创性文章“为什么去中心化很重要”中提到，中心化平台不可避免地从提供价值转向在各自的生态系统中提取价值。到目前为止，这些中心化的通讯应用（尤其是 Telegram）对第三方开发者都很友好，但为什么他们认为这次不同呢？是的，Web3 开发人员应该以开放、可互操作、无需许可的标准为目标。

如果您是对这些新工具感兴趣的 Web3 开发人员，请通过电子邮件或 DM 与我们联系。

意向书：Multicoin Capital 看好 BTC。

感谢 Kyle Samani、Ben Sparango、John Robert Reed、Elizabeth Stark、Jim Patterson、Paul Itoi、Joost Jager 和 Buck Perley 审阅本文。